城市绿地土壤健康提升：地形与水文连通性对养分再分配的关键作用

针对城市化进程中绿地土壤养分流失加剧的问题，研究人员通过分析40个城市公园样地的地形特征（高程、坡度、曲率）和水文因子（径流路径、湿润指数），揭示了水文连通性在养分再分配中的核心驱动作用。研究发现微地形改造（如坡度调整、人工洼地）可优化养分滞留，为高精度数字高程模型（DEM）支持的城市绿地可持续管理提供科学依据。

　　

随着城市化进程加速，城市绿地作为生态平衡的重要载体，其土壤养分流失问题日益严峻。暴雨径流携带的养分进入水体导致富营养化，同时加剧绿地自身养分匮乏，可能引发城市生态系统失衡。地形特征（如高程、坡度）和水文连通性（指水介导的物质传输过程）如何协同影响养分分布，成为优化城市绿地管理的关键科学问题。河南农业大学的研究团队在《CATENA》发表研究，通过整合高分辨率地形数据与土壤调查，揭示了城市特殊微地形下养分迁移的新机制。

研究采用1-5米分辨率数字高程模型(DEM)分析郑州两个城市公园40个样地的地形属性（相对高程、坡度、剖面曲率）和水文指标（径流路径、湿润指数），结合土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)等养分测定。通过Pearson相关性分析和结构方程模型，量化地形与水文因子对养分空间格局的联合影响。

研究结果

1. 地形、水文与养分关系：相对高程与除速效磷(AP)外的所有养分呈显著负相关，低洼区因沉积作用富集养分；坡度仅与TN负相关，而剖面曲率通过改变径流路径间接影响养分。

2. 地形特征的影响：城市破碎化微地形（如步道、台阶）显著改变径流模式，与自然斜坡的连续作用不同，人工洼地可使TN浓度提升18.7%。

3. 水文连通性的中介作用：结构方程模型显示，地形通过水文连通性解释62%的养分变异，水流路径长度每增加10米，SOM含量降低2.3mg/kg。

4. DEM分辨率效应：1米DEM比5米模型多识别23%的微地形特征，揭示小尺度曲率变化对AP分布的调控作用，证实高分辨率数据对城市复杂地形的必要性。

结论与意义
研究首次阐明城市绿地中地形与水文连通性的级联效应：微地形通过改变水流路径（如人工洼地延长水力停留时间）促进养分滞留，而传统坡度治理需结合水文设计。提出“微地形重塑-水文连通性优化”协同管理策略，为《城市绿地土壤健康评估技术规范》的制定提供理论支撑。成果对缓解城市水土资源矛盾、实现“海绵城市”建设目标具有重要实践价值。